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Utilizzo e Applicazioni dei Moduli Controller di Temperatura e Controller TEC

I controllori di temperatura sono progettati per regolare la temperatura e dissipare il calore da elementi sensibili come i diodi laser. Ciò viene ottenuto raffreddando o riscaldando un apparato Termoelettrico (TEC) mediante l’applicazione di una corrente e tensione di segno positivo o negativo. Questi dispositivi sono anche spesso noti come dispositivi Peltier, pompe di calore o scambiatori di calore.

I controllori di temperatura applicano una corrente e una tensione a un elemento TEC. Questa operazione può avere due funzioni principali. La prima funzione è rimuovere il calore dal diodo laser o da un altro elemento a carico termico. Il raffreddamento del diodo laser è fondamentale per preservarne la durata operativa. Ad esempio, un diodo laser GaAs funzionante nell'infrarosso vicino (NIR) presenta in genere una durata di 10.000 ore a 25 °C. Come regola generale, per ogni incremento di 10 °C della temperatura operativa del diodo laser, la durata si dimezza. Un diodo laser produce spesso diversi Watt o Joule di energia termica (calore), provocando auto-riscaldamento, anche in presenza di un'efficace dissipazione termica a bassa resistenza. Pertanto, un controllore di temperatura risulta indispensabile per mantenere la durata del dispositivo a semiconduttore.

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La seconda funzione è stabilizzare la temperatura del diodo laser, fattore essenziale per la stabilità della potenza emessa. I diodi laser, come molti materiali semiconduttori, generalmente operano con minore efficienza alle alte temperature. La riduzione dell’efficienza provocata dal riscaldamento della giunzione si traduce in una diminuzione della potenza ottica. È quindi fondamentale regolare la temperatura utilizzando un controller per diodi laser. Il controllore di temperatura applica una corrente variabile all’elemento Peltier in funzione del segnale di feedback proveniente dal termistore, espresso come resistenza. Il termistore è un elemento sensore utilizzato per misurare la temperatura in un punto specifico. La resistenza elettrica di un termistore varia in base a una funzione esponenziale, secondo costanti che ne descrivono le proprietà specifiche. Il controllore di corrente misura la resistenza del termistore applicando una piccola corrente, solitamente dell’ordine di alcuni µA, e rileva la tensione ai capi del termistore.

I controllori di temperatura Opt Lasers™ sono disponibili con un’ampia gamma di valori massimi di corrente e tensione per rimuovere il calore dal diodo laser e stabilizzarne la temperatura. I controllori di temperatura vengono utilizzati insieme a un elemento TEC e a un driver di corrente per diodi laser per il funzionamento del diodo stesso.